Prélever & inoculer les mycorhizes

Voici une brève présentation de différentes méthodes pour prélever, cultiver soi-même les mycorhizes indigènes et inoculer les racines des plants à privilégier.

Mycorhize arbusculaire colorée sur un support racinaire. Les filaments, les hyphes, sont nettement visibles.

Mycorhize arbusculaire colorée et son support racinaire

Pour cultiver vos propres inoculats de champignons mycorhiziens, vous pouvez commencer par prélever des spores, des fragments d’hyphes ou des fragments de racines colonisées qu’il vous restera à inoculer sur les racines ou le substrat de culture.

Les grandes spores de champignons mycorhiziens arbusculaires, d’une taille de 30 à 500 micromètres, sont visibles au microscope ou à l’aide d’une loupe et sont par ailleurs faciles à collecter. 

Ces champignons peuvent se reproduire à partir de spores ou de vésicules nées à l’intérieur d’une racine de plante colonisée. Lorsque la racine meurt, les vésicules germent et développent des hyphes, exactement comme des spores.

DES FEMMES, PIONNIÈRES DES MYCORHIZES EN LABORATOIRE

En tant que symbiotes obligatoires, les champignons mycorhiziens ne peuvent pas être cultivés sans une racine hôte ou ses exsudats. Ce qui rend la tâche en laboratoire non aisée.

En 1953, Barbara Mosse, de la station expérimentale Rothamsted à Harpenden UK, réussit la première culture de mycorhizes en laboratoire. Elle isola et inocula des plants de fraisiers avec un champignon désormais connu sous le nom de Funneliformis mosseae (en son honneur). Ce champignon fut également utilisé pour coloniser des pommiers, du blé, des graminées, des tomates, et de la laitue, faisant preuve qu’un seul champignon mycorhizien pouvait avoir une vaste gamme de plante hôte.

À cette époque, ils ne savaient pas s’il existait plus d’une sorte de champignon mycorhizien arbusculaire, jusqu’en 1955 où B. Mosse et ses collègues arrivent à en identifier d’autres. 

En 1961, Victoria Barrett, de l’université Auburn d’Alabama, annonce qu’elle avait réussi à isoler et cultiver des champignons mycorhiziens arbusculaires sur support de graines de chanvre. Elle l’a baptisé Rhizophagus.

Plusieurs champignons mycorhiziens portent le nom de chercheurs à qui nous devons ces découvertes et connaissances comme par exemple Trappe, Berch, Allen, Harley, Rayner, Schenck, Mosse, etc… Ces scientifiques ont fait des découvertes d’une portée immense et ils mériteraient davantage de reconnaissance pour les efforts qu’ils ont accomplis et les savoirs dont nous disposons maintenant pour penser et construire une agriculture plus juste et diversifiée, saine et résiliente.

RÉCOLTE DE PROGAGULES SUR LE TERRAIN

Pour prélever puis inoculer des mycorhizes, la première étape consiste à glaner les propagules dans le sol en les récoltant en bordure de champ ou en lisière de bois. Il est essentiel de collecter le plus diversifié possible, aussi veillez à récolter plusieurs échantillons de sol en plusieurs zones.

Une fois votre trésor en main, mélanger les échantillons de collecte ensemble.

Il s’agit ensuite d’extraire les particules grossières comme les brindilles, les cailloux, et autres. Ce prélèvement doit contenir une population assez large et diverse de champignons mycorhiziens indigènes qui deviendront les inoculants.

Pour déterminer les champignons mycorhiziens que vous venez de prélever, vous pouvez envoyer des échantillons en laboratoire.

TAMISAGE HUMIDE DES SPORES

Maintenant que vous avez prélevé les mycorhizes, il est nécessaire de tamiser votre récolte. Pour cela, utiliser une série de tamis de plus en plus fins pour isoler les spores du sol dans une solution. Il est possible de se procurer des tamis pour étude de sol auprès de fournisseur de laboratoire. Pour effectuer le tamisage des spores, il vous faudra un tamis de plusieurs ouvertures de mailles :

– 750 micromètres ;

– 250 micromètres ;

– 100 micromètres ;

– 50 micromètres.

La séparation par flottation est la dernière étape de ce procédé :

– Dans un solvant liquide comme de l’eau ou du glycérol ou encore du sucrose, les particules de sol dans le solvant sont suspendues à différents niveaux.

– Utiliser un gradient de densité pour mesurer les différentes densités des matériaux. Les spores fongiques sont plus lourdes que la plupart des autres matières organiques qui se trouvent dans le sol, mais tout de même moins lourdes que les minéraux.

COLORATION DES MYCORHIZES ARBUSCULAIRES POUR ÉTUDES AU MICROSCOPE

Même si le mycelium, les manchons racinaires et les fructifications de certaines ectomycorhizes sont visibles à l’oeil nu, il faut recourir à un microscope pour distinguer les mycorhizes arbusculaires. 

Comme les pigments naturels des racines sont foncés, et empêchent de voir les champignons qui sont pour la plupart transparents, les pigments des racines doivent être éliminés puis appliquer une teinture qui adhère aux champignons, afin de les révéler sous la lentille du microscope.

Traditionnellement, les teintures utilisée en laboratoire sont très alcalines et donc dangereuse à manipuler pour des personnes non expérimentées et peu outillées.

Néanmoins, d’autres méthodes, moins dangereuses, peuvent être utilisées pour colorer et examiner les champignons mycorhiziens arbusculaires : 

– Ramasser les racines fraîchement coupées et prélevées, les laver à l’eau claire ;

– Tremper les racines pendant 24h dans de l’eau dans un tube à essai ou autre récipient similaire ;

– Puis les racines baignent dans une solution, à part égale, d’eau et d’hydroxyde de potassium (KOH) dilué à 2,5% (bien moins agressif mais reste dangereux, à manipuler avec toutes les précautions -> suivre les indications présentes sur l’emballage) avec de l’eau à quantité égale.

– Préparer une teinture à base d’encre de Chine et de vinaigre, qui servira à colorer les racines dont les pigments auront été éliminés par ces différents bains ;

– Enfin, laisser 2 à 3 jours les racines dans du glycérol qui va éclaircir les racines et les champignons avant d’appliquer la teinture à l’encre de Chine.

Les procédés actuels sont complexes et représentent des risques, aussi le recours à des laboratoires pour identifier les champignons à partir de leur ARN ou ADN reste une solution sûre.

MÉTHODE DE PRODUCTION D’INOCULANTS DE L’INSTITUT RODALE

Voici la méthode développée et utilisée par l’institut RODALE pour prélever et inoculer les mycorhizes indigènes.

Son fondateur J.I. Rodale a largement été influencé par les techniques de culture des pionniers du jardinage biologique en Grande Bretagne, Eve Balfour et Albert Howard. Rodale désirait promouvoir un système holistique d’agriculture à la fois bienfaisant pour la santé humaine et respectueux de l’environnement. L’institut s’est engagé dans la recherche agricole, il a noué des partenariats avec des groupes privés et avec le Département de l’Agriculture Américain. 

En 2010, les chercheurs de l’institut ont publié le «Système de production à la ferme d’inoculum de champignons arbusculaires», créé pour les agriculteurs et conçus pour éviter d’avoir recours à un équipement compliqué ou des matériaux onéreux et difficiles à trouver, les informations détaillées sont consultables sur le lien suivant : rodaleinstitute.org/science/articles/quick-and-easy-guide-on-farm-production-of-arbuscular-mycorrhizal-fungus-inoculum/

L’une des découvertes de l’étude porte sur les transferts de terre qui présentent un risque d’introduire des organismes potentiellement pathogènes, or si la plante hôte est différente de la plante de culture, le développement inopiné d’agents pathogènes est diminué.

RECETTE D’INOCULATS MYCORHIZIENS ARBUSCULAIRES DE L’INSTITUT RODALE

Cette recette donne 16 sacs d’inoculats, qui permettent d’obtenir 5,66 ou 11,32 m2 de terre de rempotage inoculée, fonction du taux de dilution de l’inoculum par rapport au support (1 à 9 ou 1 à 19).

Ce processus demande 4 mois, temps de manipulation et de préparation et demande à commencer au début du printemps : les plantes hôtes sont tuées par le gel et les propagules fongiques passent l’hiver dans le mélange où elles se sont développées.

MATÉRIEL :

– Graines de Bahia – Paspalum notatum

– Terre de plein champ ou à défaut mélange de propagules issu du commerce

– Vermiculite

– Pots coniques en plastique

– Sable à gros grains

– Toile couvre sol

– Sacs de croissance noirs de 2,5 L

– Compost

MÉTHODE :

4 mois avant la dernière gelée annoncée, faire germer l’herbe de Bahia ;

3 mois avant la dernière gelée annoncée, transplanter les jeunes pousses de Bahia dans des pots coniques en plastique remplis avec un mélange de terre et de sable (1 pour 3). Le pot conique fournit suffisamment d’espace pour que les racines puissent se développer ;

Dès que possible après la dernière gelée, préparer la zone de production des inoculats en couvrant le sol avec une toile de paillage couvre-sol. Préparer les sacs de croissance en les remplissant au 3/4 avec un mélange de compost et de vermiculite, basé sur un ratio de 1 ) 4 de compost de jardin. Transplanter 4 jeunes pousses dans chaque sac ;

Pendant la période de croissance, désherber et arroser les plantes dans les sacs chaque fois que c’est nécessaire. Les mycorhizes vont se développer au fur et à mesure que les plantes poussent. En hiver, le gel va uer les herbes de Bahia et les mycorhizes vont naturellement passer l’hiver dans les sacs, à l’abri.

Au printemps suivant, récolter les inoculants, éliminer les plantes mortes, secouer la terre de culture qui adhère à la boule racinaire dans un grand récipient. Ce mélange contient les spores des mycorhizes et les hyphes chargés de vésicules. Couper les racines en petits segments d’environ 1cm puis mélanger l’inoculum avec la terre de transplantation. Pour des pots bas, respecter un rapport de 1 pour 9 pour le mélange inoculum et terre, pour des pots plus grands le rapport approprié est de 1 pour 19.

LES SUPPORTS DE CULTURE

Le compost pur, le sable pur, la perlite et la vermiculite sont tous de bons supports pour cultiver les mycorhizes, mais présentent de faibles résultats lorsqu’ils sont utilisés seuls. Soit par la pauvreté en minéraux du substrat, soit à l’inverse, lorsque le substrat est trop riche en azote et en phosphore, comme le compost par exemple.

Le support qui présente les meilleurs résultats se trouve être un compost riche en azote, pauvre en phosphore et modéré en potassium. Le mélange pertinent semble être un compost dilué à 1 pour 4, avec un mélange des autres supports cités au dessus. Bien sûr, les résultats varient en fonction des champignons mycorhiziens utilisés et les supports de dilution disponibles ou choisis.

L’étude a démontré que le mélange obtenu avec 1 part de compost de jardin et 4 parts de vermiculite produit une moyenne de 30 spores / m2. Les propagules complémentaires proviennent des racines colonisées et les vésicules présentes peuvent également développer des mycorhizes.

Cette méthode d’inoculat peut être adaptés à des sacs plus petits et des plantes hôtes différentes comme le seigle, la fétuque, le maïs et d’autres graminées qui fournissent des spores, des propagules et des racines.

Pour aller plus loin : https://mycoagra.com/

D’autres ressources associées aux mycorhizes, la séquestration de carbone, la structure des sols et bien d’autres encore, sont téléchargeables sur notre page Ressources Techniques : https://www.hydronomie.fr/ressources-techniques/